Stifnerli Panellerin İki Eksenli Yükleme Altında Burkulma/Göçme Davranışlarının İncelenmesi

Year 2019, Issue: 216, 17 - 31, 30.12.2019

Murat Özdemir

Abstract

Stifnerli gemi panellerinin iki eksenli yükleme altında yapısal analizi gerçekleştirilmiş ve bu kapsamda
burkulma ve göçme davranışları incelenmiştir. Bu çalışmadaki amaç stifnerli panellerin çeşitli yükleme
koşulları altında burkulma/göçme davranışının detaylı şekilde incelenmesidir. Burkulma/göçme
analizleri Sonlu Elemanlar Yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Analiz basamakları tanımlanarak, bu tür
panel yapısal analizleri için bir kılavuz oluşturması da hedeflenmiştir.
İlk olarak sadece panel boyuna ekseninde basınç yükleri uygulanmış, daha sonra ise hem boyuna hem
de enine yönde yüklemeler uygulanmıştır. Ele alınan paneller bir dökme yük gemisinin dip panelleridir.
Ayrıca farklı stifner kesitleri (T ve I kesitli) dikkate alınmıştır. Paneller 1/2 + 1 + 1/2 aralıklı olarak
modellenmiş, periyodik sınır koşulları uygulanmıştır. Panellerdeki stifner sayısı 2 ve 4 olarak
belirlenmiştir. Elde edilen nihai mukavemet değerleri referans sonuçlar ile karşılaştırılmış ve sonuçların
uyumlu olduğu görülmüştür. Diğer yandan enine yüklemenin baskın olduğu durumlarda nihai
mukavemet değerinin burkulma gerilmesinden daha yüksek olduğu gözlemlenmiştir. Stifner sayısının
burkulma gerilmesi üzerindeki etkisi düşük iken bu etki nihai mukavemet değerlerinde ihmal
edilebilecek seviyededir. Farklı yükleme oranlarının burkulma/göçme davranışına etkisi incelenmiş;
𝜎𝜎𝑥𝑥 : 𝜎𝜎𝑦𝑦 = 0.2: 1 ve 𝜎𝜎𝑥𝑥 : 𝜎𝜎𝑦𝑦 = 1: 0.2 yükleme oranları ile elde dilen nihai mukavemet değerlerinin
sırasıyla sadece enine ve boyuna yükleme olan durumlara göre bir miktar daha yüksek olduğu
gözlemlenmiştir. Ayrıca 𝜎𝜎𝑥𝑥 : 𝜎𝜎𝑦𝑦 = 1: 0.2 yükleme durumu için elde edilen burkulma modunda enine
derin elemanlar arası burkulma dalga sayısı çift sayı olmaktadır, yani periyodik sınır koşulunun
gerekliliği görülmüştür. Enine yüklemenin baskın olduğu durumlarda panel üzerindeki gerilme dağılımı
incelendiğinde levha üzerinde bazı bölgelerin plastik mafsal şeklinde davrandığı, diğer bölgelerin ise
elastik bölgede olduğu görülmüştür.

Keywords

Stifnerli paneller, nihai mukavemet, Sonlu Elemanlar Yöntemi, iki eksenli yükleme

References

• ANSYS. (2016). User’s Manual Release 17.2. Det Norske Veritas. (2005). Nauticus Hull user manual, PULS. Fujikubo, M., Harada, M., Yao, T., Khedmati M.R., Yanagihara, D. (2005). Estimation of ultimate strength of continuous stiffened panel under combined transverse thrust and lateral pressure Part 2: Continuous stiffened panel. Mar. Struct. 18, 411–427. Fujikubo, M., Yanagihara, D., Yao, T. (1999). Estimation of ultimate strength of continuous stiffened plates under thrust. J. Soc. Nav. Achit. Jpn. 185,203-212. (Japonca) Fujikubo, M., Yanagihara, D., Yao, T. (1999). Estimation of ultimate strength of continuous stiffened plates under thrust (2nd report). J. Soc. Nav. Achit. Jpn. 186,631-638. (Japonca) Fujikubo, M., Yao, T. (1999). Elastic local buckling strength of stiffened plate considering plate/stiffener interaction and welding residual stress. Mar. Struct. 12, 543–564. Fujikubo, M., Yao, T., Khedmati M.R., Harada, M., Yanagihara, D. (2005). Estimation of ultimate strength of continuous stiffened panel under combined transverse thrust and lateral pressure Part 1: Continuous plate. Mar. Struct. 18, 383–410. Harada M., Fujikubo M., Yanagihara, D. (2007). Development of a set of closed-form formulae for estimation of ultimate strength of a continuous stiffened panel under combined in-plane and lateral pressure. ClassNK Tech. Bull. 25, 11-21. Özdemir, M. (2018). Elastic-plastic collapse analysis of stiffened ship panels. İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, İstanbul. Özdemir, M., Ergin, A., Yanagihara, D., Tanaka S., Yao T. (2018). A new method to estimate ultimate strength of stiffened panels under longitudinal thrust based on analytical formulas. Mar. Struct. 59, 510–535. Paik, J.K., Kim, B.J., Seo, J.K. (2008). Methods for ultimate limit state assessment of ships and shipshaped offshore structures: Part II stiffened panels. Ocean Eng. 35, 271-280. Paik, J.K., Seo, J.K. (2009). Nonlinear finite element method models for ultimate strength analysis of steel stiffened-plate structures under combined biaxial compression and lateral pressure actions Part II: Stiffened panels. Thin-Walled Struct. 47, 998-1007. Paik J.K., Thayamballi, A.K., Kim, B.J. (2001). Large deflection orthotropic plate approach to develop ultimate strength formulations for stiffened panels under combined biaxial compression/tension and lateral pressure. Thin-Walled Struct. 39, 215-246. Tanaka S., Yanagihara, D., Yasuoka, A., Harada, M., Okazawa, S., Fujikubo, M., Yao T. (2014). Evaluation of ultimate strength of stiffened panels under longitudinal thrust. Mar. Struct. 36, 21–50. Ueda Y., Yao, T. (1985). The influence of complex initial deflection modes on the behavior and ultimate strength of rectangular plates in compression. J. Constr. Steel Res. 5, 265-302. Xu, M.C., Yanagihara, D., Fujikubo, M., Soares C.G. (2013). Influence of boundary conditions on the collapse behaviour of stiffened panels under combined loads. Mar. Struct. 34, 205–225. Yao et al. (2011). Report of research committee for verification of ISO formulas to evaluate ultimate strength. The Japan Society of Naval Architects and Ocean Engineers (JASNAOE).